TWI536050B - 光學膜片及具有此光學膜片之顯示裝置 - Google Patents

Description

光學膜片及具有此光學膜片之顯示裝置

本發明一般係關於光學膜片，具體而言，本發明係關於具有週期性排列之出光微結構之光學膜片及具有此光學膜片之顯示裝置。

近年來，平面顯示裝置已被廣泛使用於各種領域中，可單獨作為顯示器，亦可嵌入電子裝置中作為資訊顯示之用。平面顯示裝置種類繁多，例如有機發光二極體顯示器、液晶顯示器、電泳顯示器等，其中又以液晶顯示器為目前最常見之平面顯示裝置。

以液晶顯示器而言，其原理係利用液晶面板中的液晶轉向來控制後方背光源在每個畫素上的光線穿透率，以在液晶面板的顯示面產生顯示影像。為求增加液晶顯示器的可視角度，亦即使用者觀看方向與液晶顯示器顯示面法線方向所夾的角度，傳統上可在液晶面板的顯示面上附加光學膜片。此外，亦可因為隱密性、防窺視等其他原因而在顯示面上附加光學膜片。特別是針對使用藍相液晶(Blue Phase Liquid Crystal,BPLC)面板的顯示器，為求光學效果的增進，通常會在其顯示面上附加光學膜片。唯此類光學膜片通常在設計上較為複雜，例如需以兩片膜片以結構對應之方式疊合，因此生產困難度較高。

本發明之一目的在於提供一種光學膜片，其藉由陣列式的出光微結構，增加出光面之光線出射角範圍。

本發明之另一目的在於提供一種光學膜片，其具有高可製造性並能有效控制出光面之光線出射角範圍。

於一實施例，本發明提供一種光學膜片，其包含入光面、相對入光面之出光面以及出光微結構。出光微結構係設置於出光面，並包含複數個稜鏡柱沿第一方向排列設置於出光面。各稜鏡柱於平行第一方向上具有第一四邊形截面，第一四邊形截面之第一側邊係與出光面交會並夾有第一夾角，其中連續的複數稜鏡柱之第一夾角係以週期性方式具有不同角度值。

於一實施例，第一四邊形截面係為梯形截面，且第一四邊形截面之第二側邊係與出光面交會並夾有第二夾角，其中複數個稜鏡柱之第二夾角係相同且較佳為銳角。

於一實施例，上述之週期性方式較佳為於一個週期中使四個連續稜鏡柱之第一夾角之角度值分別為α-x、α、α+y及α度，其中x可等於或不等於y，且x及y的範圍分別為大於0且小於30度，α較佳為鈍角且其範圍為在大於90至169度之間。

於另一實施例，複數個稜鏡柱更沿第二方向排列設置於出光面以形成陣列式微結構，各稜鏡柱於平行第二方向上具有第二四邊形截面，且各第二四邊形截面具有第三側邊及第四側邊分別與出光面交會，其中相鄰之第二四邊形截面鄰接之第三側邊及第四側邊之間係夾有一角度，且該角度較佳為銳角。

於另一實施例，複數個稜鏡柱更沿第二方向排列設置於出光面以形成陣列式微結構，各稜鏡柱於平行第二方向上具有第二四邊形截面，第二四邊形截面之第三側邊係與出光面交會並夾有第三夾角，其中連續的複數稜鏡柱之第三夾角以第二週期性方式具有不同角度值。於另一實施例，第二四邊形截面係為梯形截面，且第二四邊形截面之第四側邊係與出光面交會並夾有第四夾角，複數個稜鏡柱之第四夾角係相同且較佳為銳角。

於另一實施例，上述之第二週期性方式較佳為於一個週期中使四個連續稜鏡柱之第三夾角之角度值分別為β-t、β、β+s及β度，其中t可等於或不等於s，且t及s的範圍分別為大於0且小於45度，β較佳為锐角，且β的範圍為在大於45至90度之間。

於另一實施例，本發明提供一種光學膜片，其包含入光面、平行於入光面之出光面以及出光微結構。出光微結構係設置於出光面，並包含複數個稜鏡柱，以陣列方式分別沿第一方向及第二方向排列設置於出光面，其中各稜鏡柱於平行第一方向及第二方向上分別具有第一四邊形截面及第二四邊形截面；各第一四邊形截面具有第一側邊及第二側邊，而第一側邊與第二側邊分別與出光面交會，且第一四邊形截面之第一側邊係與另一第一四邊形截面之第二側邊相互鄰接；以及各第二四邊形截面具有第三側邊及第四側邊，而第三側邊與第四側邊分別與出光面交會，第二四邊形截面之第三側邊係與另一第二四邊形截面之第四側邊相互鄰接，且相鄰之第二四邊形截面鄰接之第三側邊及第四側邊之間係夾有一角度，且該角度較佳為銳角。

於一實施例，相鄰之第一四邊形截面鄰接之第一側邊及第二側邊之間較佳夾有銳角。再者，於另一實施例，第一四邊形截面之第一側邊係與出光面夾有第一夾角，其中連續的複數稜鏡柱之第一夾角以週期性方式設置。

本發明更提供一種顯示裝置，其藉由上述之光學膜片產生廣視角之視覺效果。於一實施例，本發明之顯示裝置包含液晶顯示面板、背光模組以及上述之光學膜片。液晶顯示面板具有顯示面及相對於顯示面之底面。背光模組係設置於底面，用於朝液晶顯示面板提供背光源。光學膜片之入光面係面對液晶顯示面板之顯示面，並用於接受自顯示面射出之光線。

於一實施例，液晶顯示面板較佳為藍相液晶顯示面板。再者，自顯示面射出之光線係以一入射角進入光學膜片之入光面，且入射角為σ±△σ度，其中σ的範圍較佳為在40至80度之間，△σ的範圍為在2至15度之間。此外，光學膜片更可具有偏光作用。

10‧‧‧光學膜片

100‧‧‧膜片本體

101‧‧‧入光面

102‧‧‧出光面

200‧‧‧出光微結構

210‧‧‧稜鏡柱

220‧‧‧第一四邊形截面

222‧‧‧第一側邊

224‧‧‧第二側邊

226‧‧‧頂面

228‧‧‧底面

310‧‧‧稜鏡柱

320‧‧‧第一四邊形截面

322‧‧‧第一側邊

324‧‧‧第二側邊

326‧‧‧頂面

328‧‧‧底面

330‧‧‧第二四邊形截面

332‧‧‧第三側邊

334‧‧‧第四側邊

336‧‧‧頂面

338‧‧‧底面

400‧‧‧出光微結構

410‧‧‧稜鏡柱

420‧‧‧第一四邊形截面

422‧‧‧第一側邊

424‧‧‧第二側邊

426‧‧‧頂面

428‧‧‧底面

430‧‧‧第二四邊形截面

432‧‧‧第三側邊

434‧‧‧第四側邊

436‧‧‧頂面

438‧‧‧底面

500‧‧‧顯示裝置

502‧‧‧光源

504‧‧‧導光板

510‧‧‧背光模組

520‧‧‧液晶顯示面板

520a‧‧‧上基板

520b‧‧‧下基板

520c‧‧‧藍相液晶

522‧‧‧顯示面

524‧‧‧底面

530‧‧‧擴散板

540‧‧‧第一偏光板

550‧‧‧第二偏光板

560‧‧‧微結構

θ1‧‧‧第一夾角

θ2‧‧‧第二夾角

θ3‧‧‧第三夾角

θ4‧‧‧第四夾角

γ‧‧‧角度

圖1為本發明一實施例之光學膜片之示意圖。

圖2為本發明一實施例之光學膜片之週期性排列之連續四個稜鏡柱之示意圖。

圖3A至圖3C分別為本發明另一實施例之光學膜片之示意圖、沿第一方向A之截面示意圖及沿第二方向B之截面示意圖。

圖4為本發明另一實施例之光學膜片之示意圖。

圖5為本發明一實施例之顯示裝置之示意圖。

圖6為本發明一實施例之顯示裝置之光學膜片之光線出射角示意圖。

圖7A及圖7B分別為本發明之實施例之顯示裝置之水平方向及垂直方向之視角示意圖。

圖8A至圖8D分別表示本發明之實施例之顯示裝置使用不同光學膜片並配合擴散板模擬所得之對比視角平面圖。

圖9A至圖9C分別表示本發明之實施例之顯示裝置使用不同光學膜片並配合擴散板模擬所得之對比視角平面圖。

本發明係提供一種光學膜片，較佳係應用於加強光學性質，例如增加出光面之光線出射角。於較佳實施例中，本發明之光學膜片係用於顯示裝置，以使顯示裝置具有較大之視角。光學膜片較佳係以聚合物或玻璃形成且較佳以一體成形之方式製造。然而在不同實施例中，光學膜片亦可以其他材質或方式製成。

在圖1所示之實施例中，光學膜片10包含入光面101、出光面102及出光微結構200，其中出光面102係相對入光面101。亦即，入光面101及出光面102係分別為膜片本體100之相對兩表面。於較佳實施例中，膜片本體100係為矩形，但因應不同設計需求膜片本體100可為其他形狀。出光微結構200係設置於出光面102，且出光微結構200包含複數個稜鏡柱210。複數個稜鏡柱210係沿第一方向A排列設置於出光面102。具體而言，各稜鏡柱210沿第一方向A緊鄰並排設置，且各稜鏡柱210沿第二方向B自膜片本體100之一端延伸至另一端，其中第二方向B不同於第一方向A且較佳與第一方 向A相互垂直。再者，如圖所示，各稜鏡柱210於平行第一方向A上具有第一四邊形截面220，亦即第一四邊形截面220之法線方向係垂直於第一方向A，且第一四邊形截面220之第一側邊222係與出光面102交會並夾有第一夾角θ1，其中連續的複數稜鏡柱210之第一夾角θ1係以週期性方式具有不同角度值(於後詳述)。

於較佳實施例，第一四邊形截面220係為梯形截面，其中梯形截面之頂面226平行底面228，且底面228係平行貼合出光面102。梯形截面之相對兩側邊即分別為第一側邊222及第二側邊224，且第一側邊222之兩端分別連接頂面226及底面228之一側，且第一夾角θ1即為第一側邊222與底面228(亦即出光面102)所夾之梯形內底角。類似地，第二側邊224之兩端分別連接頂面226及底面228之另一側，且第二側邊224與出光面102交會並夾有第二夾角θ2。亦即，第二夾角θ2為第二側邊224與底面228(亦即出光面102)所夾之另一梯形內底角。在此需注意，當光學膜片10應用於顯示裝置時，光學膜片10較佳係以第一方向A平行於導光板之光傳遞方向之方式設置於液晶顯示面板上，使得出光微結構200之各稜鏡柱210中具有第二夾角θ2之第二側邊224較具有第一夾角θ1之第一側邊222靠近光源502，以增加第一方向A上的光線出射角(參見圖5)。

於一例示實施例，梯形截面之高度為頂面226及底面228之間的垂直距離，且較佳在5μm至50μm之範圍。梯形截面之底面寬度較佳係在5μm至50μm之範圍。梯形截面之頂面寬度係在1μm至50μm之範圍。在此需注意，梯形截面之各維度尺寸依據設計需求可有其他變化，不以此實施例為限。

再者，上述之週期性方式係指連續數個稜鏡柱210之第一夾角θ1具有規則性變化，以達到所欲的光學性質，例如增加視角或均勻性。如圖2所示，其為沿第一方向A連續四個第一四邊形截面220之局部放大圖。於此實施例，週期性方式係指係於一個週期中使四個連續的稜鏡柱210之第一夾角θ1之角度值分別為α-x、α、α+y及α度，其中x可等於或不等於y，且x及y的範圍分別為大於0且小於30度，α較佳為鈍角，且其範圍為在大於90至169度之間。亦即，複數個稜鏡柱210之第一夾角θ1可有多種角度值(即至少兩種)，例如三種角度值，並且排列設置為具有大角度值之稜鏡柱及具有小角度值之稜鏡柱依序交替設置，且在具有大角度值之稜鏡柱及具有小角度值之稜鏡柱間穿插設置具有中間角度值之稜鏡柱。

以三個連續週期為例，於一實施例，12個連續的稜鏡柱210之第一夾角θ1之角度值依序可為(α-x、α、α+y、α)、(α-x、α、α+y、α)、(α-x、α、α+y、α)，其中連續四個稜鏡柱210之角度值α-x、α、α+y、α係作為一個週期。再者，於另一實施例，12個連續的稜鏡柱210之第一夾角θ1之角度值依序可為(α、α+y、α、α-x)、(α、α+y、α、α-x)、(α、α+y、α、α-x)，其中連續四個稜鏡柱210之角度值α、α+y、α、α-x係作為一個週期。此外，於又一實施例，12個連續的稜鏡柱210之第一夾角θ1之角度值依序可為(α+y、α、α-x、α)、(α+y、α、α-x、α)、(α+y、α、α-x、α)，其中連續四個稜鏡柱210之角度值α+y、α、α-x、α係作為一個週期。於再一實施例，12個連續的稜鏡柱210之第一夾角θ1之角度值依序可為(α、α-x、α、α+y)、(α、α-x、α、α+y)、(α、α-x、α、α+y)，其中連續四個稜鏡柱210之角度值α、α-x、α、α+y係 作為一個週期。於另一實施例中，週期性方式係指於一個週期中，使三個連續的稜鏡柱之第一夾角θ1之角度值為α-x、α、α+y，以12個連續的稜鏡柱為例，其第一夾角θ1之角度值依序為(α-x、α、α+y)、(α-x、α、α+y)、(α-x、α、α+y)、(α-x、α、α+y)。在此需注意，稜鏡柱210沿第一方向A排列之數目較佳為週期的整數倍，即MxN，其中M為一個週期中的稜鏡柱數目，N為週期重複的次數(於此實施例為4xN或3xN)；然而於其他實施例中，稜鏡柱210沿第一方向A排列之數目亦可以不是週期的整數倍，例如MxN+1,....,或MxN+(M-1)，本發明不以實施例為限。

再者，舉例而言，若α為125度，x等於y且等於10度時，α-x則為115度，α+y則為135度。因此，圖2中連續四個稜鏡柱之排列順序依照第一夾角θ1由左至右分別為115度、125度、135度及125度。在此需注意，α的選擇較佳係依據光學膜片10之折射率而使入射光入射到第一側邊222時能實質正向射出。於此實施例，光學膜片10之折射率較佳大於1，更佳為1.485至2.20。再者，於此所述之「正向」係指平行出光面之法線方向。在此需注意，x及y可相同或不同，以獲得不同的光形變化，進而可得到兩側相同或不同的視角範圍。此外，於此實施例中，複數個稜鏡柱210之第二夾角θ2較佳相同並為銳角，例如30度，但不以此為限。於其他實施例，第二夾角θ2亦可為不同，以調整光線之出射角度範圍。

於上述實施例中，稜鏡柱210係實質延伸於整個膜片本體100沿第二方向B之長度，然而於其他實施例，稜鏡柱亦可有其他變化。於另一實施例，如圖3A至圖3C所示，複數個稜鏡柱310係分別沿第一方向A及第二方向B排列設置於出光面102以形成陣列式微結構。亦即，稜鏡柱310於平行 第二方向B之長度小於稜鏡柱210，而於第二方向B上亦排列設置複數個稜鏡柱310，且各稜鏡柱310於平行第二方向B上亦具有第二四邊形截面330，其中第二四邊形截面330之法線方向係垂直於第二方向B。換言之，各稜鏡柱310於平行第一方向A上具有第一四邊形截面320並於平行第二方向B上具有第二四邊形截面330。

於此實施例，第一四邊形截面320及第二四邊形截面330較佳為梯形截面，且圖1之實施例所述之梯形截面之例示維度尺寸亦可應用於本實施例。再者，類似於圖1之實施例，第一四邊形截面320之第一側邊322及第二側邊324分別連接於第一四邊形截面320之頂面326及底面328之相對側，且第一四邊形截面320之第一側邊322係與出光面102交會並夾有第一夾角θ1，而第一四邊形截面320之第二側邊324係與出光面102交會並夾有第二夾角θ2。再者，第二四邊形截面330具有第三側邊332及第四側邊334。第二四邊形截面330為梯形截面時，其頂面336平行底面338，底面338係平行貼合出光面102，而梯形截面之相對兩側邊即分別為第三側邊332及第四側邊334。第三側邊332之兩端分別連接頂面336及底面338之一側並與出光面102交會，且第四側邊334之兩端分別連接頂面336及底面338之另一側並與出光面102交會。於此實施例，第一四邊形截面320係鄰接第二四邊形截面330，其中第二側邊324連接第三側邊332，亦即第一四邊形截面320之第二側邊324即為第二四邊形截面330之第三側邊332。再者，於此實施例中，相鄰第一四邊形截面320之第一側邊322及第二側邊324較佳係相互緊鄰。亦即，第一四邊形截面320之第一側邊322係連接另一相鄰之第一四邊形截面320之第二側邊324，並以此方式沿第一方向A排列設置。同樣地，相鄰第二 四邊形截面330之第三側邊332及第四側邊334較佳係相互緊鄰。亦即，第二四邊形截面330之第三側邊332係連接另一相鄰之第二四邊形截面330之第四側邊334，並以此方式沿第二方向B排列設置。

於此實施例中，相鄰之第二四邊形截面330鄰接之第三側邊332及第四側邊334之間係夾有角度γ，且該角度γ較佳為銳角，如圖3C所示。藉由陣列式設置複數個稜鏡柱310，可進一步增加在第二方向B上之光線出射角。此外，當複數個稜鏡柱310以陣列方式排列設置時，連續的複數稜鏡柱310之第一夾角θ1較佳亦具有週期性的角度值，但不以此為限。亦即，於此實施例之週期性係指係於一個週期中使四個連續的稜鏡柱310之第一夾角θ1之角度值分別為α-x、α、α+y及α度，其中x可等於或不等於y，且x及y的範圍分別為大於或等於0且小於30度，α較佳為鈍角，且其範圍為在大於90至169度之間。α的選擇、週期性排列之方式、稜鏡柱沿第一方向A設置之數目等亦可參考圖1之實施例所述，於此不再贅述。於本實施例中，第二四邊行截面330為梯形，而此梯形截面之兩底角的角度相等，舉例而言，當角度γ為20度時，則兩底角的角度皆為80度。換句話說，於圖3C中，角度γ為銳角，且為定值，亦即於第二方向B的稜鏡結構之每一個第二四邊形截面330為等腰梯形。此外，當複數稜鏡柱310之第一夾角θ1相同時(即x=y=0)，表示自稜鏡柱310射出之光線實質具有相同的角度範圍，適合應用於特定方向的顯示需求，例如防窺片。

於圖3A之一變化實施例中，如圖4所示，出光微結構400具有複數稜鏡柱410，係沿第一方向A及第二方向B以陣列方式排列設置。類似於圖3A，於圖4之稜鏡柱410中，第一側邊422及第二側邊424分別連接於第 一四邊形截面420之頂面426及底面428之相對側，而第三側邊432及第四側邊434分別連接於第二四邊形截面430之頂面436及底面438之相對側。圖4之複數稜鏡柱410與圖3A之實施例不同之處在於複數稜鏡柱410沿第二方向B排列設置成第二四邊形截面430之第三側邊432係與出光面102交會並夾有第三夾角θ3，其中連續的複數稜鏡柱410之第三夾角θ3亦具有週期性的角度值。具體而言，圖4之出光微結構400在第一方向A上，使得連續的複數稜鏡柱410之第一夾角θ1較佳亦具有週期性的角度值。亦即，於此實施例之週期性係指係於一個週期中使四個連續的稜鏡柱410之第一夾角θ1之角度值分別為α-x、α、α+y及α度，其中x可等於或不等於y，且x及y的範圍分別為大於或等於0且小於30度，α較佳為鈍角，且其範圍為在大於90至169度之間。此外，圖4之出光微結構400在第二方向B上，亦使連續的複數稜鏡柱410之第三夾角θ3較佳亦具有週期性的角度值。亦即，於此實施例之週期性係指係於一個週期中使四個連續的稜鏡柱410之第三夾角θ3之角度值分別為β-t、β、β+s及β度，其中t可等於或不等於s，且t及s的範圍分別為大於或等於0且小於45度，β較佳為銳角，且其範圍為在大於45至90度之間。

再者，第二四邊形截面430之第四側邊434係與出光面102交會並夾有第四夾角θ4。於此實施例中，複數個稜鏡柱410之第四夾角θ4係較佳相同且為銳角，但不以實施例為限。舉例而言，當連續的複數稜鏡柱410之第三夾角θ3具有週期性的角度值，而第四夾角θ4皆為相同的角度值時，則相鄰之第二四邊形截面330之第三側邊432及第四側邊434間所夾之角度γ亦具有週期性的角度值。於變形例中，則可使第三夾角θ3皆為相同的 角度值，而第四夾角θ4具有週期性的角度值，或第三夾角θ3與第四夾角θ4皆有角度變化，都能形成相鄰之第二四邊形截面330之第三側邊432及第四側邊434間所夾之角度γ亦具有週期性的角度值。藉由上述在兩個方向A、B上使複數稜鏡柱410皆以週期性方式設置，進而在兩個方向A、B上皆能達到出射面之光線出射角的控制，而在多方向上均有較廣的視角。

本發明亦提供一種顯示裝置，其包含上述任一實施例之光學膜片10。如圖5所示，顯示裝置500包含背光模組510、液晶顯示面板520以及光學膜片10。液晶顯示面板520具有顯示面522及底面524相對於顯示面522。背光模組510設置於液晶顯示面板520之底面524，用於朝液晶顯示面板520提供背光源。光學膜片10之入光面101係面對液晶顯示面板520之顯示面522，並用於接受自顯示面522射出之光線。於較佳實施例中，液晶顯示面板520為藍相液晶顯示面板，其包含上基板及下基板，而藍相液晶520c夾設於上基板520b及下基板520a之間。下基板520a一般為控制畫素電極之電路基板，而上基板520b通常為具有濾光作用之彩色濾光層基板。藍相液晶520c具有光學等向性的性質，因此藍相液晶520c在直場切換(vertical field switching)電極系統中可實現顯示器的操作機制。背光模組510包含光源502及導光板504，其中導光板504係設置於液晶顯示面板520之底面524下方，用於將光源502提供的光導引入射到液晶顯示面板520之底面524。光線自液晶顯示面板520之底面524進入並經由藍相液晶520c的控制，而後自顯示面522射出以入射角進入光學膜片10之入光面101，再經光學膜片10反射導引光線後自出光面102射出。於此所述之「入射角」係指入射光與入光面101之法線方向所夾的角度。於此實施例，入射角係為σ±△σ度，其中σ的範 圍為在40至80度之間，△σ的範圍為在2至15度之間。舉例而言，入射角係為70±5度。亦即，入射角之範圍較佳為65度至75度。光學膜片10係將以70±5度之入射角入射之斜向光線反射成實質正向或預定之光線出射角，而後自設置於出光面102上的出光微結構200、300或400射出。換句話說，光線從光源502出射後，經由導光板504與微結構560後，可形成入射角為70±5度的光線進入液晶顯示面板520。之後，此斜向光線進入具有出光微結構200、300或400之光學膜片10後，則將斜向光線導正(即光線垂直液晶顯示面板520)或導向為預定之出射角度之光線。

再者，如圖5所示，顯示裝置500更包含擴散板530、第一偏光板540及第二偏光板550。擴散板530設置成面對光學膜片10之出光面102，而第一偏光板540設置於液晶顯示面板520及背光模組510之導光板504之間。第二偏光板550設置於光學膜片10及液晶顯示面板520之間。擴散板530、第一偏光板540及第二偏光板550係用於增進光線的光學性質，例如偏極性、均勻性等。於此實施例，光學膜片10及第二偏光板550係為獨立的膜片。然而，於其他實施例，可將光學膜片10與第二偏光板550整合為單一膜片，而使光學膜片10亦具有偏光作用，此種複合膜片的架構可以增加組裝效率，亦可達到薄化作用，且增加光學效率。

如圖6所示，顯示裝置500應用上述之光學膜片10時，若折射率為1.58，α為125度，且x及y皆為10度時，在第一方向A上的光線出射角可達到±20度。再者，圖7A及圖7B分別為本發明之實施例之顯示裝置500之水平方向(第二方向B)及垂直方向(第一方向A)之視角示意圖，其中橫軸代表視角(單位：度)而縱軸代表正規化亮度；曲線701代表使用習知光學 膜片(θ1相同且無γ，即光學膜片上的出光微結構為無週期性變化之梯形條狀結構)搭配於具有錐形分布，且於第一方向A與第二方向B皆有光收斂的背光源；曲線702代表一實施例之光學膜片(θ1為117度、125度、133度的週期排列，且γ為30度)搭配於具有錐形分布，且於第一方向A與第二方向B皆有光收斂的背光源；曲線703代表使用習知光學膜片搭配於具有錐形分布，且於第一方向A有光收斂的背光源；曲線704代表另一實施例之光學膜片(θ1為117度、125度、133度的週期排列，且γ為0度)搭配於具有錐形分布，且於第一方向A有光收斂的背光源；曲線705代表另一實施例之光學膜片(θ1為117度、125度、133度的週期排列，且γ為30度)搭配於具有錐形分布，且於第一方向A有光收斂的背光源。需注意的是，圖7A與圖7B皆為光學膜片10搭配擴散板的視角亮度分布圖。如圖7A及圖7B所示，當正規化亮度為0.5時，本發明具有光學膜片10之顯示裝置500在直場切換之水平視角可達到±60度，且垂直視角可達到±50度，相對於習知技術係明顯增加。具體而言，比較曲線704與曲線705，可以發現光學膜片之稜鏡結構具有γ角度時(即γ大於0時)，可以增加於水平方向(第二方向B)的視角與亮度；同時，比較曲線703與曲線704，可以發現光學膜片之稜鏡結構具有週期變化的θ1角度時，可以增加於垂直方向(第一方向A)的視角與亮度，顯示不論是週期排列的θ1角度與γ角度皆可提升視角與優化亮度分布。此外，曲線701、曲線702與曲線703、曲線704、曲線705的背光源不同，即曲線703、曲線704、曲線705之背光源僅於第一方向A有收斂，因此其水平方向(第二方向B)的視角較寬。

圖8A至圖8D分別表示本發明之實施例之顯示裝置使用不同 光學膜片並配合擴散板模擬所得之對比視角平面圖，其中擴散板之角度為±20度，以亮度分布為高斯分佈為例，則以光學膜片之法線為基準(角度為0度，亮度最大時)，其亮度的半高寬為±20度，搭配背光源為錐形分布且於第一方向A與第二方向B的入射角係為70±5度，即第一方向A與第二方向B皆有收斂。具體而言，圖8A係顯示習知光學膜片，其出光微結構在第一方向A不具有週期性的第一夾角θ1且在第二方向B上亦不具有銳角γ所得之對比視角平面圖，其中複數個稜鏡柱之第一夾角θ1皆相同為125度，且僅沿第一方向A排列設置。圖8B係顯示圖3之出光微結構300在第一方向A不具有週期性的第一夾角θ1，但在第二方向B上具有銳角γ所得之對比視角平面圖，亦即複數個稜鏡柱310之第一夾角θ1皆相同為125度，且γ為20度。由圖8A及圖8B之比較可知，在第二方向B(水平方向)上具有銳角γ可增加水平方向的視角。

圖8C係顯示圖3之出光微結構300在第一方向A具有週期性不同的第一夾角θ1，且在第二方向B上具有銳角γ所得之對比視角平面圖，其中一個週期中稜鏡柱310之第一夾角θ1分別為117度、125度及133度(亦即α=125，x=y=8)，且γ為30度。由圖8B及圖8C之比較可知，當複數個稜鏡柱310之第一夾角θ1在第一方向A上具有週期性變化的角度值且γ值較大時，可同時增加垂直方向及水平方向的視角。

圖8D係顯示圖4之出光微結構400在第一方向A具有週期性不同的第一夾角θ1，且在第二方向B上亦具有週期性不同的夾角γ所得之對比視角平面圖，其中一個週期中稜鏡柱410之第一夾角θ1分別為117度、125度及133度(亦即α=125，x=y=8)，且第三夾角θ3之週期性變化係使得銳 角γ亦具有週期性變化且分別為10度、20度及30度。由圖8A與圖8D之比較可知，當複數個稜鏡結構之具有周期變化之第一夾角θ1(於第一方向A)與周期變化之角度γ(於第二方向B)時，皆可增加水平與垂直方向的視角。由圖8C及圖8D之比較可知，γ角度在第二方向B上為一較大固定值時，其水平方向上具有較大視角。

圖9A至圖9C分別表示本發明之實施例之顯示裝置使用不同光學膜片並配合擴散板模擬所得之對比視角平面圖，其中擴散板之擴散角度為±20度(參閱圖8A~8D說明)，背光控制為僅在第一方向A上具有70±5度之入射角而第二方向B上並未特別限制，即背光源於第一方向A具有收斂，而第二方向B並無收斂，使得圖9A~9C於水平方向(第二方向B)的視角大於圖8A~8D。具體而言，圖9A係顯示習知光學膜片之出光微結構在第一方向A不具有週期性的第一夾角θ1，且在第二方向B上亦不具有銳角γ所得之對比視角平面圖，其中複數個稜鏡柱之第一夾角θ1皆相同為125度，且僅沿第一方向A排列設置。圖9B係顯示圖2之出光微結構200在第一方向A具有週期性不同的第一夾角θ1，且在第二方向B不具有銳角γ所得之對比視角平面圖，其中一個週期中稜鏡柱210之第一夾角θ1分別為117度、125度及133度(亦即α=125，x=y=8)。由圖9A及圖9B之比較可知，當複數個稜鏡柱210之第一夾角θ1在第一方向A上具有週期性變化的角度值時，可使垂直方向的視角加大，亮度更均勻。

圖9C係顯示圖3之出光微結構300在第一方向A具有週期性不同的第一夾角θ1，且在第二方向B上具有銳角γ所得之對比視角平面圖，其中一個週期中稜鏡柱310之第一夾角θ1分別為117度、125度、133度 及125度(亦即α=125，x=y=8)，且γ為30度。由圖9B及圖9C之比較可知，當複數個稜鏡柱310在第二方向B上具有角度γ時，可進一步增加水平方向的視角。

在此須注意，本發明例示實施例中的角度值雖以x=y或t=s說明以對稱方式增加光線出射角(亦即視角)，但是本發明之實施例亦可包含x不等於y或t不等於s，進而以不對稱方式增加光線出射角(亦即視角)。換言之，本發明之光學膜片及具有此光學膜片之顯示裝置藉由陣列式的出光微結構，可增加出光面之光線出射角範圍，進而增加顯示裝置之視角。再者，本發明之光學膜片及具有此光學膜片之顯示裝置藉由連續的複數個稜鏡柱之週期性角度變化，可進一步增加特定方向之視角，例如水平方向、垂直方向、或水平及垂直兩個方向。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

10‧‧‧光學膜片

100‧‧‧膜片本體

101‧‧‧入光面

102‧‧‧出光面

200‧‧‧出光微結構

210‧‧‧稜鏡柱

220‧‧‧第一四邊形截面

222‧‧‧第一側邊

224‧‧‧第二側邊

226‧‧‧頂面

228‧‧‧底面

θ1‧‧‧第一夾角

θ2‧‧‧第二夾角

Claims (18)

1. 一種光學膜片，包含：一入光面；一出光面，係相對該入光面；以及一出光微結構，設置於該出光面，該出光微結構包含：複數個稜鏡柱，沿一第一方向排列設置於該出光面，各該稜鏡柱於平行該第一方向上具有一第一四邊形截面，該第一四邊形截面之一第一側邊係與該出光面交會並夾有一第一夾角，其中連續的該複數稜鏡柱之該第一夾角以一週期性方式具有不同角度值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜片，其中該第一四邊形截面之一第二側邊係與該出光面交會並夾有一第二夾角，該複數個稜鏡柱之該第二夾角係相同且為一銳角。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜片，其中該週期性方式係於一週期中使四個連續的該複數稜鏡柱之該第一夾角之角度值分別為α-x、α、α+y及α度，其中x可等於或不等於y，且x及y的範圍分別為大於0且小於30度，α的範圍為在大於90至169度之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜片，其中該第一四邊形截面為一梯形截面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜片，其中該複數個稜鏡柱更沿一第二方向排列設置於該出光面以形成一陣列式微結構，各該稜鏡柱於平行該第二方向上具有一第二四邊形截面，且各該第二四邊形截面具有一第三側邊 及一第四側邊分別與該出光面交會，其中相鄰之該第二四邊形截面鄰接之該第三側邊及該第四側邊之間係夾有一銳角。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學膜片，其中該銳角為週期性角度分布。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜片，其中該複數個稜鏡柱更沿一第二方向排列設置於該出光面以形成一陣列式微結構，各該稜鏡柱於平行該第二方向上具有一第二四邊形截面，該第二四邊形截面之一第三側邊係與該出光面交會並夾有一第三夾角，其中連續的該複數稜鏡柱之該第三夾角以一第二週期性方式具有不同角度值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學膜片，其中該第二四邊形截面之一第四側邊係與該出光面交會並夾有一第四夾角，該複數個稜鏡柱之該第四夾角係相同且為一銳角。
9. 如申請專利範圍第7項所述之光學膜片，其中該第二週期性方式係於一週期中使四個連續的該複數稜鏡柱之該第三夾角之角度值分別為β-t、β、β+s及β度，其中t可等於或不等於s，且t及s的範圍分別為大於0且小於45度，β的範圍為在大於45至90度之間，且β-t、β、β+s均小於90度。
10. 如申請專利範圍第7項所述之光學膜片，其中該第二四邊形截面為一第二梯形截面。
11. 一種光學膜片，包含：一入光面；一出光面，該出光面平行於該入光面；以及一出光微結構，設置於該出光面，該出光微結構包含：複數個稜鏡柱，以一陣列方式分別沿一第一方向及一第二方向 排列設置於該出光面，其中：各該稜鏡柱於平行該第一方向及該第二方向上分別具有一第一四邊形截面及一第二四邊形截面；各該第一四邊形截面具有一第一側邊及一第二側邊，而該第一側邊與該第二側邊分別與該出光面交會，且該第一四邊形截面之該第一側邊係與另一該第一四邊形截面之該第二側邊相互鄰接；以及各該第二四邊形截面具有一第三側邊及一第四側邊，而該第三側邊與該第四側邊分別與該出光面交會，該第二四邊形截面之該第三側邊係與另一該第二四邊形截面之該第四側邊相互鄰接，且相鄰之該第二四邊形截面鄰接之該第三側邊及該第四側邊之間係夾有一銳角。
12. 如申請專利範圍第11項所述之光學膜片，其中相鄰之該第一四邊形截面鄰接之該第一側邊及該第二側邊之間係夾有一銳角。
13. 如申請專利範圍第11項所述之光學膜片，其中該第一四邊形截面之該第一側邊係與該出光面夾有一第一夾角，其中連續的該複數稜鏡柱之該第一夾角以一週期性方式設置。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學膜片，其中該週期性方式係於一週期中使四個連續的該複數稜鏡柱之該第一夾角之角度值分別為α-x、α、α+y及α度，其中x可等於或不等於y，且x及y的範圍分別為在等於0至小於30度之間，α的範圍為在大於90至169度之間。
15. 一種顯示裝置，包含：一液晶顯示面板，具有一顯示面及一底面相對於該顯示面；一背光模組，設置於該底面，用於朝該液晶顯示面板提供一背光 源；以及如申請專利範圍第1項至第14項任一項所述之光學膜片，其中該入光面係面對該液晶顯示面板之該顯示面，並用於接受自該顯示面射出之光線。
16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該液晶顯示面板為一藍相液晶顯示面板。
17. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中自該顯示面射出之光線係以一入射角進入該光學膜片之該入光面，且該入射角係為σ±△σ度，其中σ的範圍為在40至80度之間，△σ的範圍為在2至15度之間。
18. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該光學膜片可具有偏光作用。